Java 的ClassLoader

1. ClassLoader的用途

a: 类加载器（class loader）是用来动态的加载class文件到虚拟机当中 , 并转换成java.lang.Class类的一个实例 , 每个这样的实例用来表示一个java 类 , 因此我们可以根据 Class 的实例可以得到该类的信息 , 并通过实例的 newInstance()方法就可以创建出该类的一个对象 ,除此之外，ClassLoader还负责加载 Java 应用所需的资源，如图像文件和配置文件等。为了完成加载类的这个职责，ClassLoader提供了一系列的方法 ;

b: 场景描述 , 大家都知道，当我们写好一个Java程序之后，不是管是CS还是BS应用，都是由若干个.class文件组织而成的一个完整的Java应用程序，当程序在运行时，即会调用该程序的一个入口函数来调用系统的相关功能，而这些功能都被封装在不同的class文件当中，所以经常要从这个class文件中要调用另外一个class文件中的方法，如果另外一个文件不存在的，则会引发系统异常。

c: 程序在启动的时候，并不会一次性加载程序所要用的所有class文件，而是根据程序的需要，通过Java的类加载机制（ClassLoader）来动态加载某个class文件到内存当中的，从而只有class文件被载入到了内存之后，才能被其它class所引用。

2.java默认提供的ClassLoad 和自定义ClassLoad

2-1: BootStrapClassLoader： 称为启动类加载器，是Java类加载层次中最顶层的类加载器，负责加载JAVA_HOME/jre/lib中JDK的核心类库，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等 , 以及将 -Xbootclasspath 选项指定的jar包装入工作, Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader，因为它不是一个普通的Java类，底层由C++编写，已嵌入到了JVM内核当中，当JVM启动后，Bootstrap ClassLoader也随着启动，负责加载完核心类库后，并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载器。

2-2:ExtensionClassLoader：称为扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar 文件 , 以及将-Djava.ext.dirs 指定目录下的jar文件加载进去 (该类继承了java.lang.ClassLoader);

2-3:AppClassLoader： 称为系统类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar文件和class文件 ,以及将-Djava.class.path所指的目录下的类与jar文件进行加载 , 一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的 , 可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它 (该类继承了java.lang.ClassLoader );

2-4:自定义类加载器：通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，用户自定义 ClassLoader 可以根据

用户的需要定制自己的类加载过程，在运行期进行指定类的动态实时加载。

3.ClassLoad 的层次结构和加载类的过程

3-1:classload 的层次结构

3-2:classload搜索类的过程

a: ClassLoader使用的是双亲委托模型来搜索类的，每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用（不是继承关

系，是一个包含的关系），虚拟机内置的类加载器（Bootstrap ClassLoader）本身没有父类加载器，但可以用作其

它ClassLoader实例的的父类加载器。

b: 当Classloader在进行类加载时，首先会自底向上挨个检查是否已经加载了指定类，如果已经加载则直接返回该类

的引用。如果到最高层也没有加载过指定类，那么会自顶向下挨个尝试加载，如果高层加载器没有加载成功 , 高

层加载器会把加载任务转交给低层加载器进行加载 , 直到用户自定义类加载器，如果还不能成功，就会抛 出类没

有找到异常

3-3:classload 加载类的过程

类加载器会自顶向下挨个尝试加载，如果高层加载器没有加载成功 , 高层加载器会把加载任务转交给低层加载器

进行加载 , 直到用户自定义类加载器，如果还不能成功，就会抛 出类没有找到异常

3-4:测试两个类是否相同

JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个(包名+类名)是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下，JVM才认为这两个class是相同的。就算两个class是同一份class字节码，如果被两个不同的ClassLoader实例所加载，JVM也会认为它们是两个不同class。比如网络上的一个Java类org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple，javac编译之后生成字节码文件NetClassLoaderSimple.class，ClassLoaderA和ClassLoaderB这两个类加载器并读取了NetClassLoaderSimple.class文件，并分别定义出了java.lang.Class实例来表示这个类，对于JVM来说，它们是两个不同的实例对象，但它们确实是同一份字节码文件，如果试图将这个Class实例生成具体的对象进行转换时，就会抛运行时异常java.lang.ClassCaseException，提示这是两个不同的类型。现在通过实例来验证上述所描述的是否正确：

1) ; 在web服务器上建一个org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple.java类

1. package org.classloader.simple;

2. public class NetClassLoaderSimple {

3. private NetClassLoaderSimple instance;

4. public void setNetClassLoaderSimple(Object obj) {

5. this.instance = (NetClassLoaderSimple)obj;

6. }

7. }

org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple类的setNetClassLoaderSimple方法接收一个Object类型参数，并将它强制转换成org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple类型。

2）、测试两个class是否相同（NetWorkClassLoader.java）

1. package classloader;

2. public class NewworkClassLoaderTest {

3. public static void main(String[] args) {

4. try {

5. //测试加载网络中的class文件